[發明專利]環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑

有效

• 申請號: 201410164874.0
• 申請日: 2014-04-23
• 公開（公告）號: CN103922451A
• 公開（公告）日: 2014-07-16
• 發明（設計）人: 曾德芳;李壯;王飛宇;王晨陽;陳國玉
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: C02F1/52
• 分類號: C02F1/52
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 喬宇

技術領域

本發明屬于自來水處理領域，涉及一種環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑及其應用。

背景技術

目前我國自來水處理最常用的絮凝劑是聚合三氯化鋁（CF-PAC），但因其在自來水處理過程中不可避免地將會引入鋁離子，而給水體帶來二次污染。自來水中的殘余鋁進入人體后，部分隨糞便排出體外，剩余部分則在血液、肌肉、骨骼等組織和器官內富集，當體內鋁的富集濃度超過某一數值時，將會引起生物體病變。長期攝入鋁離子會導致諸如大腦癡呆、骨質疏松等多種疾病，危害人體健康。

因此，為了克服傳統絮凝劑的一些缺點，很有必要研制一種絮凝劑效果顯著、處理后出水鋁離子含量低的新型環保絮凝劑。為此，申請人把硅酸鈉制成聚硅酸溶液，與改性蒙脫石溶液復合，得到了一種成本低、絮凝效果好的復合絮凝劑。

發明內容

本發明所要解決的技術問題之一是針對上述現有技術存在的不足而提供一種環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑，其能有效降低原水的濁度，絮凝顆粒大，沉降速度快，操作簡便，成本低。

本發明所要解決的技術問題之二是提供上述環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑的應用方法。

本發明為解決上述提出的問題所采用的技術方案為：

一種環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑，它由聚硅酸溶液與改性蒙脫石溶液配制而成，其中：所述聚硅酸溶液和改性蒙脫石溶液的體積比為（4-10）:（5-8）；所述的改性蒙脫石溶液是由氫氧化鈉、碳酸氫鈉、氯化鋁、蒙脫石和水按質量比為：1:1:（1-4）:（5-8）:（86-92）混合而成。

按上述方案，所述的聚硅酸溶液是質量濃度為10%的硅酸鈉水溶液用稀硫酸調節體系pH至0.5-2.5后攪拌反應所得到的。

按上述方案，所述攪拌反應溫度為16-28℃，攪拌反應時間1.5-3小時。

按上述方案，所述稀硫酸的濃度為3wt%。

按上述方案，所述聚硅酸溶液的粘度為10-50mPa·S，聚硅酸的分子量為10-30萬。?

上述環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑在降低原水濁度方面的應用。

上述環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑的應用方法為：在攪拌下將原水中投入所述絮凝劑，充分攪拌，靜置。

上述環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑的應用方法，具體為：在攪拌狀態下向長江原水中投入所述絮凝劑，所述絮凝劑與長江原水的體積比為9-30:1000，充分攪拌，靜置。

按上述方案，所述長江原水的濁度為75-110NTU，處理后濁度在3NTU以下。

本發明所述自來水絮凝劑中的復合絮凝機理如下：

1、本發明所提供的自來水絮凝劑中的組分蒙脫石主要起吸附作用，聚硅酸主要起電中和作用和吸附橋連作用，兩者結合可將細小的絮粒凝結在一起形成更大更致密的絮體，從而使其沉降速度和吸附效率大大提高；2.?同時，聚硅酸與改性蒙脫石兩者的復合還有助于膠體脫穩，進一步加快聚沉速度。這是因為具有鏈狀結構的聚硅酸與無機的多孔礦物材料改性蒙脫石之間可形成具有吸附-架橋雙重作用的復合絮凝劑，從而中和并降低膠體微粒的表面電荷，壓縮膠體微粒的雙電層，使膠體微粒凝聚脫穩，更易絮凝沉降；3.?另外，聚硅酸具有較好的螯合性能，可在水體中與金屬螯合成穩定的內絡鹽，一方面可對鋁離子含量的降低具有獨特的作用，使處理后的水中鋁離子濃度較傳統絮凝劑下降58%以上；另外一方面又可較好地去除水中諸如Zn²⁺、Cr⁶⁺、Hg²⁺、Pb²⁺、Cu²⁺等多種有害重金屬離子。由此本發明所述的自來水絮凝劑可基于各組分之間的合成互補效應及協同效應達到優異的水處理效果，

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1、本發明的環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑選用改性蒙脫石增加絮凝體系的電性，有利于絮凝沉降，濁度去除率高，去除效果穩定，對濁度在75-110NTU之間的長江原水一次處理就能達到國家標準3NTU以內，濁度的去除率可達到98.09%；與傳統聚鋁類絮凝劑相比，其出水濁度下降8.18%。

2、本發明的環保型聚硅酸改性蒙脫石復合自來水絮凝劑可基于蒙脫石和聚硅酸兩者結合作用，將細小的絮粒凝結在一起形成更大更致密的絮體，絮凝顆粒大，沉降速度快；